Exposicin Ing F. Chamorro

Compensación Reactiva en el
Sistema Eléctrico
Interconectado Nacional
Ing. Flaviano Chamorro V.
División de Estudios
Lima, 20 de Agosto de 2003
1
Compensación Reactiva.
-
La potencia reactiva sirve para
mantener los niveles de tensión.
-
Es difícil de transmitir,
è producción y consumo local.
1
Efectos de la Compensación Reactiva
CAPACITIVA
A
B
Sin Compensación
151.7 MW
105.1 MVAR
10.5 kV
Con Compensación
PERDIDAS: 6.7 MW
149.0 MW
15.0 MVAR
10.2 kV
ALTA GENERACION
REACTIVA
INAPROPIADO
PERDIDAS: 4.0 MW
MEJOR PERFOMANCE
233.7 kV
234.1 kV
2 Líneas
250 km
220 kV
è
194.73 kV
217.5 kV
BAJAS
TENSIONES
TENSIONES
ADECUADAS
10.25 kV
9.24 kV
52.5 MVAR
145.0 MW
108.8 MVAR
145.0 MW
108.8 MVAR
2
Efecto de la Compensación Reactiva
C
D
INDUCTIVA
Sin Compensación
60.7 MW
-33.9 MVAR
Con Compensación
61.0 MW
0.7 MVAR
NO
RECOMENDABLE
9.85 kV
9.85 kV
231.7 kV
226.6 kV
RECOMENDABLE
23.6 MVAR
227.45 kV
10.25 kV
60.0 MW
45.0 MVAR
SOBRETENSIONES
213.7 kV
ACEPTABLE
10.25 kV
60.0 MW
45.0 MVAR
2
FACTORES QUE INFLUYEN EN LOS
NIVELES DE TENSION
q Longitudes de líneas.
q Potencia transmitida.
q Capacidad de regulación de tensión
(generadores y transformadores).
q Compensación reactiva.
3
PROBLEMÁTICA DE LA POTENCIA REACTIVA
EN EL SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL
CENTRO-NORTE
Zona crítica: Lima - Bajas tensiones
Zonas de tensiones relativamente controladas:
Costa Norte:
Sierra Norte:
Chimbote-Zorritos
Paramonga-Vizcarra-AguaytiaPucallpa
Sierra Centro: Electroandes
SUR
Zona crítica: Azangaro-Puno-Moquegua-Tacna.
Sobretensiones
3
PROBLEMÁTICA DE LA COMPENSACIÓN
REACTIVA EN LA ZONA NORTE
1993-1994: Electroperú realizó el estudio :
“Estudio de Ampliación de Subestaciones y
Compensación Reactiva del SICN”
Determinó:
è SVC Trujillo y Chiclayo (Instalados en 1996)
è Reubicación de reactores.
Permiten adecuado control de tensiones
en el área norte.
4
Zorritos
Tumbes
Talara
Piura
Chiclayo
Gallito Ciego
Guadalupe
Carhuaquero
Cajamarca
DT ST
Bellavista
Pacasmayo
Trujillo
Océano
Pacífico
Moyobamba
Gera
Tarapoto
Central Hidroeléctrica
Central Termoeléctrica
Subestación Eléctrica
Líneas de Transmisión
220220
kVkV
138138
kVkV
3030-69
-69 kV
kV
Chimbote
Tocache
Trupal
Pucallpa
Trujillo Sur
Aucayacu
Cañón del Pato
Aguaytía
Huaraz
Tingo María
Vizcarra
Paramonga
Huánuco
Paragsha
Cahua
ZONA NORTE DEL SICN
4
Paragsha
249 km
CH Chimay
192 km
CH Restitución
SE Cotaruse
CT
Malacas
CH Mantaro
CH Yanango
CS
ANDES
Pachachaca 220
Oroya
220
CH
Matucana
CT Piura
Paita-Sullana
CH
Carhuaquero
Huánuco
138
Ica
220
EDELNOR
TG
CT
Trujillo CH Cañón
del Pato Chimbote
Sur
SVC
CH Cahua
Vizcarra
220
SVC
Marcona
220
TV San
Nicolás
CT Santa Rosa
SVC
San Juan
220
Chavarria
220
Guadalupe
220
Trujillo
220
Chimbote Paramonga
220
220
Huacho Zapallal
220
220
SIS
LUZ DEL
SUR
CH
Huinco
CT
Ventanilla
Socabaya
220
215 km
CT
Pucallpa
55 km
Cajamarca 220
Tingo
María
220
Callahuanca
220
244 km
SVC
Gallito
Ciego
CH
Callahuanca
CT
Aguaytía
CT
Chiclayo
Chiclayo
220
Pomacocha
220
CH
CH
Huampani Moyopampa
113 km
Piura
220
73 km
Talara
220
CH
ELECTRO
Malpaso
CH
Yaupi
195 km
Zorritos
220
Mantaro 220
80 km
CT
Tumbes
Santa
Rosa 220
SVC
Sistema Interconectado Centro -Norte 2003
5
PROBLEMÁTICA DE LA COMPENSACIÓN
REACTIVA EN LA ZONA LIMA
Sobrecostos por regulación de tensión
en el SICNSICN -SINAC.
(en Miles de US $)
$)
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Total
110 1170 3110
622
238
675
156 6080
5
CAUSAS DE BAJAS TENSIONES EN LIMA (1)
Mantaro Huayucachi-Zapallal
324 km
Mantaro -PachachacaCallahuanca-Chavarria
323 km
Oroya
Huacho
Zapallal
DEMANDA
MAXIMA DE
LIMA: 1300
MW
Ventanilla
Yanango 40 MW
Chimay 150 MW
Huayucachi
Chavarría
Santa Rosa
GENERACION DE
1130 MW
Mantaro 635 MW
Pomacocha
Restitución 205 MW
San Juan
Huanca
velica
Importación del sur
~100 MW
Independencia
Mantaro -HuancavelicaIndependencia-San Juan 464
km
Ica
Mantaro -PomacochaSan Juan 305 km
6
CAUSAS DE BAJAS TENSIONES EN LIMA (2)
Factor de potencia de las cargas de Lima
CosØ mínimo para pagar cargo por
potencia reactiva:
n
Hasta 1998: CosØ mínimo 0.92
0.92..
(en 1997 el COES solicitó
a la CTE su incremento)
n
Después de 1998: CosØ mínimo 0.95
0.95..
¡ A la fecha 0.95 podría ser insuficiente !
6
MEDIDAS ADOPTADAS
.
Período 1997-1999:
.
qSubir gradines de transformadores en C.H. Mantaro
y C.H. Restitución de 2.5% a 5.0%.
qTensión de 240 kV en C.H. Mantaro.
qDespacho turbogases (de alto costo) en Lima, para
generar potencia reactiva y/o,
qReducción de generación en C.H. Mantaro (100MW).
Período 1999-2003
qInstalación de capacitores 3 x 30 MVAR (SanJuan).
qEdelnor y Luz del Sur instalaron 150 MVAR.
7
Paragsha
249 km
CH Chimay
192 km
CH Restitución
SE Cotaruse
CT
Malacas
CH Mantaro
CH Yanango
CS
ANDES
Pachachaca 220
Oroya
220
CT Piura
Paita-Sullana
CH
Carhuaquero
Huánuco
138
Ica
220
EDELNOR
TG
CT
Trujillo CH Cañón
del Pato Chimbote
Sur
CT
Pucallpa
SVC
CH Cahua
Vizcarra
220
CT
Ventanilla
CH
Huinco
SVC
Marcona
220
TV San
Nicolás
San Juan
220
Chavarria
220
Trujillo
220
Chimbote Paramonga
220
220
Huacho Zapallal
220
220
SIS
LUZ DEL
SUR
CT Santa Rosa
SVC
Guadalupe
220
Socabaya
220
215 km
Tingo
María
220
Callahuanca
220
55 km
Cajamarca 220
244 km
SVC
Gallito
Ciego
CH
Callahuanca
CT
Aguaytía
CT
Chiclayo
Chiclayo
220
Pomacocha
220
CH
CH
Huampani Moyopampa
113 km
Piura
220
CH
Matucana
73 km
Talara
220
CH
ELECTRO
Malpaso
CH
Yaupi
195 km
Zorritos
220
Mantaro 220
80 km
CT
Tumbes
Santa
Rosa 220
SVC
Sistema Interconectado Centro -Norte 2003
7
ORIGEN DE SOBRETENSIONES
AREA SUR (1)
.
q
Año 2000, ingresaron 6 líneas de 220 kV sin
compensación inductiva (REACTORES).
Socabaya-Moquegua
2x107 km
Moquegua-Puno
196 km
678 km
Moquegua- Tacna
124 km
Moquegua- Ilo
2x72 km
q Alta tensión de Operación en C.H. Mantaro:
Mínima demanda: 230 kV
Máxima demanda: 240 kV
8
ORIGEN DE SOBRETENSIONES EN EL AREA SUR
Línea Cusco-Abancay
inyecta reactivos
Mantaro
Restitución
Machupicchu
Cachimayo
Cusco
Quencoro
Abancay
Alta tensión de
generación
Cotaruse
Tintaya
Azángaro
Charcani V
Juliaca
Puno
Charcani I, II, III, IV y VI
Socabaya
Socabaya-Moquegua
107 km
San Gabán
Mollendo
Tv Ilo 2
Chilina
Botiflaca
Moquegua
Toquepala
Aricota
Ilo 1
Moquegua-Ilo 2
72 km
MoqueguaPuno 196 km
Tacna
Moquegua-Tacna
124 km
Chile
Total: 678 km de líneas en 220 Kv (sin incluir Mantaro-Socabaya)
8
ORIGEN DE SOBRETENSIONES
EN EL AREA SUR (2)
q Interconexión SICN-SIS
Dos líneas Mantaro- Socabaya de 606 km c/u
Carga reactiva 254 MVAR
Línea equilibrada
Reactores 4 x 50 MVAR
.
Alta tensión en C.H. Mantaro è inyecta reactivos
q Línea Cusco-Abancay 96 km- 138 kV- con baja
carga, inyecta reactivos en zona de Cusco.
9
MEDIDAS ADOPTADAS (1)
q Manejo de gradines de transformadores:
Socabaya220/138kV, Moquegua220/138kV,
Puno 220/138 kV, Tacna 220/66 kV,
Central Ilo 2.
q Operación del SVC de Tintaya como reactor,
sin filtros capacitivos.
è generación de armónicos.
q Desconexión de banco de capacitores serie lado
norte Cotaruse.
è Propensión a inestabilidad y oscilaciones.
q Desconexión de una línea Ilo 2-Moquegua.
è Menor confiabilidad de transmisión.
9
“MEDIDAS” ADOPTADAS (2)
q Subexcitación de generadores
èPropensión a oscilaciones e inestabilidad
Ilo 2
entre -5 y -20 MVAR
Machupicchu entre -1 y -10 MVAR
San Gabán
entre -1 y -15 MVAR
10
SISTEMA INTERCONECTADO SUR
Abancay
138
Mantaro 220
SICN
Bancos de capacitores
SERIE desconectados
230.7 kV
Combapata
138
SVC
50 MW
-7.7 MVAR
Generadores
Subexcitados
Tintaya 138
Charcani V
Generadores
Subexcitados
60 MW
- 1.2 MVAR
Socabaya
220
221.6 kV
AREQUIPA
AREQUIPA
CERRO VERDE
CERRO
VERDE
55 MW
-6.1 MVAR
Machupicchu
Quencoro
138
- 1.0 MVAR
Cotaruse
220
83 MW
- 9.3 MVAR
Cachimayo
138
Dolores
138
San
Gabán
Azángaro 138
143.1 kV
Juliaca 138
TV Ilo 21
Moquegua
220
223.4 kV
MINIMA DEMANDA
EN ESTIAJE 2003
229.9 kV
Puno
220
226.0 kV Tacna 220
ILO- MOQUEGUA - TACNA
10
CONSECUENCIAS
q
Salida de líneas por sobretensión
è Restricción de suministros
q
Impacto en oscilaciones
è Restricción de suministros
q
Deterioro de la calidad del servicio
è Incumplimiento NTCSE
11
COES-SINAC REALIZÓ ANALISIS
PRELIMINAR PARA EL SISTEMA SUR
(DOCUMENTO ELABORADO EN JUNIO DE 2003)
OBO
OBJETIVO
q
q
q
q
TAMAÑO Y UBICACIÓN
DE REACTORES.
METODOLOGÍA:
Simulación de estado estacionario (flujo de potencia)
en condiciones críticas
Período de simulación: 4 años
Sobretensión de barras ≤ 5 %
Eliminación de subexcitación de generadores en
Ilo 2, Machupicchu, Charcani V y San Gabán.
11
SUBESTACIONES ELEGIDAS Y
MAGNITUD DE REACTORES
Moquegua 220 kV
Azángaro 138 kV
Quencoro 138 kV
30 MVAR
20 MVAR (*)
10 MVAR
(*) Actualmente en licitación por REP.
12
Abancay
138
SICN
Cachimayo
138
Dolores
138
Mantaro 220
Combapata
138
Quencoro
138
REACTOR
10 MVAR
Cotaruse
220
SVC
Tintaya 138
Machupicchu
138
San Gabán
138
Azángaro 138
REACTOR
20 MVAR
AREQUIPA
CERRO VERDE
Socabaya
220
Juliaca 138
TV Ilo 21
Moquegua
220
Puno 220
REACTOR
30 MVAR
Tacna 220
SISTEMA
INTERCONECTADO SUR
ILO -MOQUEGUA -TACNA
12
ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS.
.
Evaluación del impacto de los reactores sobre:
q Mejora en márgenes de estabilidad transitoria
y permanente.
q Pérdidas de energía.
q Calidad del suministro de energía.
q Restricción de suministros.
è EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL PROYECTO
13
CONCLUSIONES
.
1
-
Se requiere un estudio integral de compensación
reactiva del SEIN, para determinar:
Factor de potencia óptimo de las cargas.
Requerimientos de compensación reactiva.
Programa de mejoramiento del CosØ de las cargas.
Costos y beneficios de la compensación reactiva.
-
è Remuneración de la inversión.
Procedimiento para transferencias.
.
Incluido en plan de estudios del COES-SINAC.
2 Se requiere MARCO NORMATIVO para estimular la
inversión en transmisión, en particular en la
compensación reactiva.
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